Номер 1, страница 166 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Объясните процесс образования молекул целлюлозы из молекул глюкозы. Чем отличаются по строению молекулы целлюлозы от молекул крахмала?

Молекулы целлюлозы представляют собой природные полимеры (полисахариды), которые образуются из молекул глюкозы в ходе реакции поликонденсации. В качестве мономера выступает циклический изомер — β-глюкоза. В процессе реакции гидроксильная группа у первого атома углерода (C₁) одной молекулы β-глюкозы взаимодействует с гидроксильной группой у четвертого атома углерода (C₄) соседней молекулы. В результате образуется β-1,4-гликозидная связь, а также отщепляется одна молекула воды. Этот процесс многократно повторяется, что приводит к формированию очень длинных, неразветвленных (линейных) полимерных цепей. Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом: $n(C_6H_{12}O_6) \rightarrow (C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O$.
Ответ: Молекулы целлюлозы образуются в результате реакции поликонденсации мономеров β-глюкозы, которые соединяются между собой β-1,4-гликозидными связями с выделением воды, формируя длинные линейные макромолекулы.

Молекулы целлюлозы и крахмала, несмотря на то что оба являются полимерами глюкозы, имеют существенные структурные различия, определяющие их свойства и функции.
1. Тип мономера: Целлюлоза построена из остатков β-глюкозы, в то время как крахмал — из остатков α-глюкозы.
2. Тип гликозидных связей: В целлюлозе мономеры соединены исключительно β-1,4-гликозидными связями. В крахмале (состоящем из амилозы и амилопектина) основные цепи образованы α-1,4-гликозидными связями, а в точках ветвления амилопектина присутствуют α-1,6-гликозидные связи.
3. Пространственная структура макромолекулы: β-1,4-связи придают молекуле целлюлозы линейную, вытянутую форму. α-связи в крахмале заставляют цепь сворачиваться в спираль (амилоза) или образовывать разветвленную структуру (амилопектин).
4. Надмолекулярная структура: Линейные цепи целлюлозы способны укладываться параллельно друг другу, образуя множество межмолекулярных водородных связей. Это приводит к формированию прочных, нерастворимых в воде волокон (микрофибрилл), выполняющих структурную функцию. Молекулы крахмала упаковываются в рыхлые гранулы, которые служат для запасания энергии.
Ответ: Основные отличия целлюлозы от крахмала заключаются в типе мономерного звена (β-глюкоза против α-глюкозы), типе гликозидных связей (β-1,4 против α-1,4 и α-1,6), а также в пространственной структуре макромолекул (линейная у целлюлозы, спиральная и разветвленная у крахмала).